Уже в семнадцатом возникает скептицизм по отношению к экспериментам на животных на научной основе. Такие врачи, как Жан Риолан младший (1580-1657) и Эдмунд О'Миара (1614-1681) начали подвергать сомнению достоверность физиологических экспериментов, проведенных на животных. Этот спор между критиками и сторонниками информативной ценности животных моделей человеческой физиологии до сих пор повторяется, например, и сегодня.
Моральная приемлемость причинения страданий животным на рабочем месте физиолога также стало проблемой. Однако принятие многими физиологами парадигмы животноводства-машиностроения убедило их в том, что их научные начинания не являются жестокими. Более того, даже те, кто признал, что животные много страдали от экспериментов, тем не менее, защищались от обвинений в жестокости, утверждая, что причиненные страдания не являются неоправданными, а скорее ради человечества, в той же логике, которой и сегодня оправдываются исследования на животных.
Тем не менее, эти ученые часто были поражены крайним жестоким обращением, которое они принуждали совершать с полностью сознательными животными. Одним из таких исследователей был Роберт Бойл, чьи печально известные эксперименты на живых животных на воздушном насосе заключались в регистрации реакции животных на все более разреженный воздух. Хотя только два эксперимента на животных в "пневматической камере" Бойла описаны в его Новых экспериментах "Физико-механическое прикосновение к источнику воздуха и его влияние" (1660), он все же продолжил публикацию дальнейших исследований на животных по физиологии. Публичные демонстрации этого эксперимента приобрели большую популярность в XVIII веке, хотя он носил скорее развлекательный, нежели образовательный характер.
Среди многих замечательных физиологов XVIII века выделялись эрудиты Стивен Хейлз (1677-1761 гг.) и Альбрехт фон Халлер (1708-1777 гг.). Хейлз отвечал за первое измерение давления в кровеносных сосудах и за другие важные исследования в области сердечно-сосудистой и респираторной физиологии. Он также внес исторический вклад в общественное здравоохранение и другие медицинские достижения, включая изобретение щипцов. Фон Халлер был, пожалуй, самым плодовитым физиологом своего времени, более известным благодаря своей новаторской работе в области воспаления, нейрофизиологии, функции сердца и гемодинамики. Оба исследователя испытывали отвращение к тяжести собственных экспериментов и были обеспокоены их моральным обоснованием, но, тем не менее, продолжали осознавать необходимость использования живых животных для понимания многих основных физиологических процессов. К числу других значимых достижений биомедицинской науки XVIII века, основанных на исследованиях на животных, относятся основы экспериментальной фармакологии, электрофизиологии и современной эмбриологии. Несмотря на эти достижения в биологических знаниях, клиническая значимость исследований на животных продолжала подвергаться сомнению и, действительно, прямые выгоды экспериментов на животных для здоровья человека на протяжении XVIII века и даже в следующем столетии будут оставаться труднодостижимыми.
Противодействие вивисекции повысило свой тон с начала XVIII века, вызванное популяризацией публичных экспозиций экспериментов на живых животных, в частности печально известных демонстраций известных экспериментов Бойла с воздушными насосами, которые были признаны бесполезными, а значит, и жестокими, но стали более заметными во второй половине века, особенно в Северной Европе. Антропоцентрические взгляды на обязанности человека по отношению к животным стали все чаще оспариваться философами: от критики Вольтера (1694-1778) в адрес картезианского машиностроения и жестокости экспериментов на животных до Жан-Жака Руссо (1712-1778), Жереми Бентама (1748-1832) и Артура Шопенгауэра (1760), которые считают "целью" только критики животного.
Как среди философов, так и физиологов, в настоящее время обсуждается не вопрос о том, могут ли животные чувствовать или нет, и в какой степени, а вопрос о том, является ли вивисекция оправданной, исходя из ее пользы для человека. Таким образом, даже когда исследователи испытывали сильные опасения по поводу причинения страданий животным, польза для человека оставалась для них веским оправданием для достижения своих научных целей посредством вивисекции. Хотя знания о функциях организма и патологии еще только зарождались в то время, физиологи XVIII века отличались от своих предшественников XVII века тем, что, по их мнению, улучшения в медицине могут быть достигнуты в один прекрасный день путем расширения знаний с помощью экспериментов на животных.